JPH11179136A - 循環式圧力スイング吸着プロセスによってガスから二酸化炭素を除去する方法 - Google Patents

循環式圧力スイング吸着プロセスによってガスから二酸化炭素を除去する方法

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JPH11179136A
JPH11179136A JP10265052A JP26505298A JPH11179136A JP H11179136 A JPH11179136 A JP H11179136A JP 10265052 A JP10265052 A JP 10265052A JP 26505298 A JP26505298 A JP 26505298A JP H11179136 A JPH11179136 A JP H11179136A
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ラヴィ・クマー
Ravi Jain
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 循環式圧力スイング吸着プロセスによってガ
スから二酸化炭素を除去する方法を提供する。 【解決手段】 空気から二酸化炭素を除去するためのＰ
ＳＡ空気予備精製プロセスにおいて使用される活性アル
ミナ吸着剤が、ＰＳＡプロセスの吸着剤再生工程の後に
吸着剤中に残存している二酸化炭素の含量がある特定の
レベルに達すると熱的に再生される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガス流れの精製に関
する。さらに詳細には、本発明は、吸着によってガス流
れから二酸化炭素を除去することに関する。具体的に
は、本発明は、吸着剤の定期的な熱再生を組み込んだ圧
力スイング吸着プロセスによって空気から水蒸気と二酸
化炭素を除去することによる空気の精製に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】供給
ガス流れを使用する多くの工業的プロセスにおいては、
該プロセスの特定の工程の前に、供給ガス流れから二酸
化炭素を除去するのが望ましいか又は必要である。例え
ば、大気空気を低温蒸留によってその構成成分に分離す
る場合、空気を冷却する前に、二酸化炭素と水蒸気を除
去することによって空気を予備精製する必要がある。こ
のようにしないと、これらの不純物が冷却熱交換装置に
おいて凝縮して凍結を起こし、最終的には装置を詰まら
せ、したがって凍結した二酸化炭素と氷を除去するため
に、システムから装置を取り外さなければならなくな
る。一方の熱交換器が精製作用を果たしているときに、
他方の熱交換器が凍結二酸化炭素と氷の除去作用を受け
ているよう交互に作動される対になった逆転熱交換器を
使用すること、圧力スイング吸着（ＰＳＡ）プロセスを
使用すること、および温度スイング吸着（ＴＳＡ）プロ
セスを使用することを含めて、多くの方法によって二酸
化炭素と水蒸気を空気から除去することができる。
【０００３】ガス流れから二酸化炭素と水蒸気を除去す
るための極めて効果的なＰＳＡ法は、ガス流れから二酸
化炭素と水蒸気を除去するための単独の吸着剤として活
性アルミナを使用することを含む。この方法は米国特許
第５,２３２,４７４号に開示されており、該特許文献を
本明細書に含める。この方法は、空気を予備精製する他
の従来法より優れているが、活性アルミナ吸着剤は、か
なり低レベルの水蒸気であってもこれに汚染されると、
空気中の二酸化炭素の濃度を極めて低いレベル（例えば
<<１ppm）にまで低下させるのにはあまり効果的ではな
い。したがって、高純度の空気を生成させるには多量の
活性アルミナ吸着剤が必要とされ、この結果、ＰＳＡ空
気精製プロセスのコストが大幅に増大する。ＰＳＡ空気
精製プロセスはさらに、活性アルミナ収容容器中に過剰
の水蒸気および／または液状水が導入されると、不良な
動作を起こしやすい。ＰＳＡプロセスがいったん混乱状
態になると、吸着剤の性能が低下し、二酸化炭素が吸着
剤を通り抜けて精製されたガス流れ中に入り込むことが
ある。通常のＰＳＡ作動条件下では、床が満足な性能に
回復するには１年もかかる場合がある。
【０００４】ガス流れから低レベルの二酸化炭素を除去
するために、活性アルミナをベースとするＰＳＡプロセ
スの効率を向上させるのが望ましい。本発明はこうした
改良をもたらす。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、ガス流れか
ら二酸化炭素を（および存在する場合は水蒸気も）除去
するための吸着剤の定期的な熱再生（thermal regenera
tion）を組み込んだ循環式ＰＳＡプロセスを使用する。
ＰＳＡ工程は、活性アルミナの床を吸着剤として使用す
る。活性アルミナは、ガス流れ中に含まれている水蒸気
（含まれている場合）と二酸化炭素の実質的に全てを除
去する。
【０００６】本発明の広い実施態様は、吸着工程と、活
性アルミナを収容している吸着ゾーンにおいて行われる
吸着剤再生工程とを含み、そして循環式圧力スイング吸
着プロセスを定期的に中断すること、および活性アルミ
ナから実質的に全ての二酸化炭素と水蒸気を除去するた
めに、前記活性アルミナを充分に加熱することによって
前記活性アルミナを熱再生にて処理することをさらに含
む、循環式圧力スイング吸着プロセスによってガスから
二酸化炭素を除去する方法を含む。好ましい実施態様に
おいては、ガスは空気である。
【０００７】熱再生は、特に精製されるガスが空気のと
きは、活性アルミナを吸着が起こる温度より高い温度
に、好ましくは約５０〜約３００℃の範囲の温度に加熱
することによって行い、そして最も好ましくは活性アル
ミナを約１００〜約２５０℃の範囲の温度に加熱するこ
とによって行う。
【０００８】活性アルミナは、二酸化炭素と水蒸気を実
質的に含有していない加熱パージガスを活性アルミナに
通すことによって熱的に再生させるのが好ましい。
【０００９】ガスが水蒸気を含有している場合は、循環
式圧力スイング吸着プロセス時に水蒸気の実質的に全て
を除去する。
【００１０】一般には、吸着工程時における吸着ゾーン
中の圧力は約１.５〜約５０絶対バールの範囲に保持す
る。吸着剤再生工程時、吸着ゾーン中の圧力はしばしば
約０.１５〜約２絶対バールにまで低下する。
【００１１】吸着ゾーン中の温度は一般に、吸着工程時
において、そして通常は吸着剤再生工程時においても約
０〜約６０℃の範囲に保持する。
【００１２】前記吸着剤再生工程の少なくとも一部にお
いて、二酸化炭素と水蒸気を実質的に含有していないガ
スで活性アルミナを頻繁にパージする。
【００１３】本発明の好ましい実施態様においては、圧
力スイング吸着プロセスは、一方の吸着ゾーンが吸着作
用を果たしているときに、他方の吸着ゾーンが吸着剤の
再生作用を受けているよう、活性アルミナを収容してい
て１８０°非同調的に作動される一対の吸着ゾーンを含
んだシステムにおいて行われる。この場合、両方の吸着
ゾーンで一緒に（すなわち同時に）活性アルミナを熱再
生させるのが好ましい。
【００１４】循環式圧力スイング吸着プロセスによって
空気を精製する場合、前記プロセスによって生成され
る、水蒸気と二酸化炭素を実質的に含有していない空気
を低温蒸留プロセスにて処理することができ、これによ
って窒素富化生成物と酸素富化生成物の一方または両方
を生成させることができる。この場合、前記低温蒸留プ
ロセスからの加熱廃棄ガス流れを通すことによって、活
性アルミナを熱再生させるのが好ましい。
【００１５】ＰＳＡは、粒状吸着剤に対するガス混合物
成分間の吸着程度の差によってガス混合物の成分を分離
するための、よく知られているプロセスである。ＰＳＡ
プロセスは一般に、吸着工程と床再生工程を含むサイク
ルで作動される１つ以上の床において行われる。ＰＳＡ
プロセスは、一方の床が吸着モードにあるときに他方の
床が床再生作用を受けているよう、並列に配置されてい
て１８０°非同調的にサイクル作動される対になった吸
着剤床で行われることが多い。これにより所望の生成物
の偽連続流れが得られ、この流れは、プロセスのどちら
かの相においても、あるいは両方の相においても得るこ
とができる。吸着工程は大気圧にて行うこともできる
が、一般には過圧にて行い、脱着工程すなわち床再生工
程は比較的低圧すなわち減圧下で行う。ＰＳＡサイクル
は、吸着・再生の基本的な工程のほかに他の工程（例え
ば、吸着工程を完了したばかりのある床と、床再生工程
を完了したばかりの他の床との間の圧力均等化、および
床再生または床均等化の後の、生成物ガスによる部分的
再加圧）を含んでもよい。
【００１６】ガス流れの状態を説明するのに使用されて
いる“水蒸気を実質的に含有していない”とは、ガス流
れが約１ppm以下の水蒸気を含有しているということを
意味している。同様に、“二酸化炭素を実質的に含有し
ていない”とは、該ガス流れが約１ppm以下の二酸化炭
素を含有しているということを意味している。水蒸気の
“実質的に全て”および／または二酸化炭素の“実質的
に全て”がガスから除去されると、ガスは、水蒸気およ
び／または二酸化炭素を実質的に含有していない。“高
純度の空気”とは、１ppm以下の水蒸気と１ppm以下の二
酸化炭素を含有する空気である。
【００１７】本発明は、水蒸気と二酸化炭素の除去によ
る空気の予備精製に適用できるものとして説明されてい
るが、理解しておかなければならないことは、本発明の
プロセスは、二酸化炭素の除去によるいかなるガスの精
製に対しても使用できるということである（精製しよう
とするガスより二酸化炭素のほうがより強固に吸着され
る場合）。
【００１８】本発明は、並列配置の一対の吸着容器Ａと
Ｂを含んだシステムを示している添付図面を参照しつつ
考察すると理解が深まる。
【００１９】図面において、ライン２は空気の供給源に
連結されている。図面に示されているシステムの上流箇
所において、ライン２に圧縮機と冷却器と水分凝縮器
（図示せず）が取り付けられている。ライン２がマニホ
ルド４に連結されており、マニホルドには弁６と８が取
り付けられていて、これらの弁がそれぞれ、供給ライン
10と12を介しての容器ＡとＢへの供給ガスの流れを制御
する。排気マニホルド14が、弁16と18を介してそれぞれ
ライン10と12に連結されている。吸着されるガスの排出
ライン20もマニホルド14に連結されている。ライン20は
大気に直接通じていてもよいし、真空ポンプ（図示せ
ず）の入口端に連結されていてもよい。
【００２０】容器ＡとＢはそれぞれ吸着ゾーン22ａと22
ｂを有しており、活性アルミナが充填されている。層22
ａと22ｂ中の活性アルミナの量は、処理されるガス流れ
中に含有されている二酸化炭素と水蒸気（含有されてい
る場合）の実質的に全てを除去するのに充分な量であ
る。図面の実施態様においては、容器ＡとＢに支持体ス
クリーン26ａと26ｂ、および上部スクリーン28ａと28ｂ
が取り付けられている。容器ＡとＢに流入してくる供給
ガスの均一な分布をもたらすために、スクリーン26ａと
26ｂの位置が容器ＡとＢの底部から位置をずらされる。
ガス捕集スペースが、容器ＡとＢにおいてスクリーン28
aと28ｂの上に設けられている。容器ＡとＢの出口端が
ライン30と32に連結されており、ライン30と32にはそれ
ぞれ弁34と36が取り付けられている。ライン30と32は、
弁34と36の間の箇所にて精製空気生成物ライン38に連結
している。生成物ライン38は、低温蒸留ユニットまたは
他の空気分離装置（図示せず）に連結されていても、あ
るいは最終用途アプリケーション用装置（an end use a
pplication）に連結されていてもよい。
【００２１】ＰＳＡサイクルのパージガスマニホルド40
（弁42と44が取り付けられている）がライン30と32に連
結されている。弁42と44の間において、マニホルド40が
パージガス供給ライン46に連結されており、このパージ
ガス供給ラインがパージガス（例えば、下流の低温蒸留
ユニットからの廃棄ガス流れ）の供給源に連結されてい
る。熱パージガス供給ライン48が、その上流端において
パージガス供給ライン46に連結されている。ライン48
は、その下流端において交差連結ライン（cross-connec
tion line）50に連結されており、このライン50がさら
にライン30と32に連結している。ライン48には、遮断弁
52とパージガス加熱器54が取り付けられている。
【００２２】容器Ａが最初は吸着モードになっていて、
容器Ｂが最初は床再生モードになっているという状態
で、システムの運転について説明することとする。プロ
セスの第１の相においては、弁６、18、および44が開い
ており、他の全ての弁が閉じられている。大気空気が圧
縮され、冷却され、そしてライン２と10を介して容器Ａ
中に導入される。容器Ａ中の圧力が所望の吸着圧力に達
すると、弁34が開き、ガスがその吸着圧力にて容器Ａを
流れ出る。供給空気が層22ａを通って（容器の供給入口
から吸着されていないガス出口のほうへ）並流にて通過
するにつれて、空気中に含まれている実質的に全ての水
蒸気（含まれている場合）と実質的に全ての二酸化炭素
が吸着される。精製された空気（水蒸気と二酸化炭素を
実質的に含有していない）が、ライン30を介して容器Ａ
を通過し、ライン38を介してシステムを出る。
【００２３】一方、水蒸気と二酸化炭素を実質的に含有
していない再生用ガスがライン46を介してシステムに入
る。前述したように、再生用ガスは、下流の低温蒸留ユ
ニットまたは他の空気分離装置からの廃棄物流れであっ
てもよい。再生用ガスがマニホルド40とライン32を進ん
で流れ、次いで容器Ｂ中の活性アルミナの層を（容器を
通る供給ガスの流れとは反対方向に）向流にて流れ、こ
うした状況が起こるにつれて再生用ガスが活性アルミナ
層から水蒸気と二酸化炭素を脱着させる。パージガスな
らびに吸着剤から脱着されたガス成分が容器Ｂを通過
し、ライン20を介してシステムを出る。
【００２４】ＰＳＡ吸着工程が進行していくにつれて、
層22ａ中の吸着フロントが容器Ａの出口端のほうに前進
する。吸着フロントが層22ａ中の所定箇所に達すると、
ＰＳＡサイクルの第１の相が終結して第２の相が始ま
る。第２の相においては、容器Ｂ（既にそのＰＳＡサイ
クルにおける吸着剤再生の相を完了している）が吸着作
用に入り、容器Ａ中の活性アルミナが再生される。第１
の相が終結したら、先ず容器Ａを減圧するために弁を開
き、次いで弁８と42を開くことによって作動モードの転
換を開始させる。圧縮・冷却した大気空気を、ライン２
と12を介して容器Ｂ中に導入する。容器Ｂ中の圧力が所
望の吸着圧力に達したら弁36を開く。するとガスがその
吸着圧力にて容器Ｂを流れ出る。供給空気が並流の状態
で層22ｂを通過し、このとき空気中に含まれている実質
的に全ての水蒸気と二酸化炭素が吸着される。精製空気
（この時点では、水蒸気と二酸化炭素を実質的に含有し
ていない）が層22ｂの上部を通り、ライン32を介して容
器Ｂを出て、プロセスの第１の相の場合のように、ライ
ン38を介してシステムから出る。この相においてはさら
に、ＰＳＡサイクルの再生用ガスがライン46、マニホル
ド40、およびライン30を進み、そして容器Ａ中の活性ア
ルミナの層を向流状態で進み、このとき再生用ガスが吸
着剤から水蒸気と二酸化炭素を脱着させる。パージガス
が、活性アルミナから脱着されたガス成分と一緒にライ
ン10を介して容器Ａを出て、そしてマニホルド14とライ
ン20を介してシステムを出る。
【００２５】ＰＳＡプロセスの第２の相が進行するにつ
れて、層22ｂ中の吸着フロントがこの容器の出口端のほ
うに進む。吸着フロントが層22ｂ中の所定の最終箇所に
達すると、ＰＳＡサイクルの第２の相が終結する。こう
したＰＳＡサイクルが連続的に繰り返される。
【００２６】活性アルミナによって吸着された水蒸気と
二酸化炭素が徐々に取り除かれ、ＰＳＡプロセスが進行
するにつれて活性アルミナの表面が清浄になっていく。
しかしながら、吸着剤の清浄化プロセスは極めて遅いの
で、吸着されている水と二酸化炭素の全てを活性アルミ
ナから完全に除去することは、通常のＰＳＡプロセスの
条件下では実際には不可能である。たとえ低レベルであ
っても水蒸気が活性アルミナの表面上に存在すると、活
性アルミナを吸着剤として使用するＰＳＡによって、ガ
ス流れ中の二酸化炭素の濃度を約１ppm以下に減少させ
ることは極めて困難となる。
【００２７】周知のように、メーカーから受け入れたま
まのフレッシュな活性アルミナ吸着剤でも水蒸気で汚染
されており、極めて低レベルの二酸化炭素を除去するの
に有効ではない。さらに、再生された活性アルミナ吸着
剤は、プラント不調作動の影響を受けやすい。過剰の水
蒸気または液状水が、吸着工程時において吸着容器中へ
の通路を見いだすと、清浄な活性アルミナの表面が汚染
され、吸着剤の性能低下を引き起こし、精製されたガス
流れ中への二酸化炭素の入り込みが起こりうる。本発明
による新規の熱再生工程は、活性アルミナ吸着剤を最初
に装入したときとＰＳＡプロセスが不調になった後、あ
るいは活性アルミナ吸着剤容器中の二酸化炭素の濃度フ
ロントが所定の限界値に達したときに使用するのが望ま
しい。
【００２８】したがって活性アルミナ吸着剤は、ＰＳＡ
プロセスにおいて使用される前に、および／またはＰＳ
Ａプロセス時において、吸着システムの１つの容器また
はそれぞれの容器内の活性アルミナ層中に残留している
二酸化炭素フロントが、吸着剤のより充分な再生が望ま
しいか又は必要であるポイントに達したときに、熱的に
再生させるのが好ましい。これは、弁16、18、および52
を開き、加熱器54を始動させることによって行われる。
システムの他の全ての弁は閉止ポジションに保持する。
加熱されたパージガスが加熱器54とライン48、50、30、
および32を流れていき、向流状態にて容器ＡとＢを通
る。高温のパージガスが容器ＡとＢ中の活性アルミナを
通過していくにつれて、パージガスが残留している二酸
化炭素と水蒸気を吸着剤から脱着させる。パージガス
は、脱着された二酸化炭素および水蒸気と共に容器Ａと
Ｂ中の吸着剤を通過し、それぞれライン10と12を介して
これらの容器を出て、マニホルド14とライン20を介して
システムから出る。容器ＡとＢ中の活性アルミナが所望
の程度にまで再生されると（数時間または数日を要する
ことがある）、熱再生処理は終了し、ＰＳＡプロセスが
再開される。
【００２９】上記の態様にて吸着プロセスを実施するこ
とにより、１ppm程度の二酸化炭素と水蒸気しか含有し
ない精製ガスが安定的に得られるようシステムの効率的
な運転を容易に達成することができ、また実際、約３pp
b以下の二酸化炭素と水蒸気を含有する空気が得られる
ようシステムを容易に操作することができる。
【００３０】完全自動化して効率的な仕方で連続的に運
転できるよう、システム内のガスの流れをモニターして
これを自動的に調節するために従来の装置を使用するこ
とは本発明の範囲内であることは言うまでもない。
【００３１】本発明の方法は、活性アルミナが、システ
ムで使用される単独の二酸化炭素選択性吸着剤であるよ
うなプロセス（例えば、前述の米国特許第５,２３２,４
７４号に記載のプロセスなど）において使用することを
主として意図している。しかしながら、活性アルミナを
第１の層もしくは床に、そして別の二酸化炭素選択性吸
着剤を第２の層もしくは床に収容した複数種吸着剤シス
テムでも実施することができる。
【００３２】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、特に明記しない限り、部、パーセント、
および比は容量基準である。
【００３３】実施例１ ８６.５インチ（２２０cm）の高さと５.２４インチ（１
３.３cm）の内径を有する２つの同一の直立式円柱状ス
テンレス鋼容器からなる実験室規模の圧力スイング吸着
システムにて、大気空気を精製した。容器の底部にセラ
ミック球を４インチ（１０.２cm）の高さに充填し、そ
して７×１２メッシュビーズの活性アルミナ（ラロシェ
・インダストリーズ社から Ａ-201 の商品名で販売）を
８２.５インチ（２１０cm）の高さに充填した。本実施
例でのＰＳＡサイクルは、５絶対バールに加圧する工程
（２５０秒）; ５絶対バールにて吸着させる工程（７７
０秒）;１絶対バールに減圧する工程（５０秒）; およ
び１.１絶対バールにてパージ再生させる工程（４７０
秒）を含んだ。吸着工程時とパージ再生工程時のガス流
量は、それぞれ１３.６scfmと１１.５scfmであった。加
圧工程は、二酸化炭素と水蒸気を含有していない窒素を
吸着容器中に送り込むことによって行った。吸着工程時
においては、水蒸気で飽和していて３５０〜４００ppm
の二酸化炭素を含有している圧縮空気を約２５℃にて吸
着容器に上向きに通した。パージ再生は、水蒸気と二酸
化炭素を含有していない窒素を約２５℃にて吸着容器に
通すことによって行った。プロセス中、吸着容器の種々
のレベルにおける二酸化炭素と水蒸気の含量を、それぞ
れ二酸化炭素アナライザー（Ｈoriba、モデル ＧＡ-36
0）および水分アナライザー（Ｐanametrics、シリーズ
３）を使用して測定した。
【００３４】上記のＰＳＡサイクルを、４５００回以上
連続的に繰り返した。８０インチ（２０３cm）以上の床
高さからの精製空気流れ中の二酸化炭素と水蒸気の濃度
は、二酸化炭素と水蒸気の検出限界未満であることがわ
かった。
【００３５】吸着剤特異的な生成物（adsorbent specif
ic product）（〔供給流量×供給時間〕／約３ppb以下
の二酸化炭素を含有する空気を生成させるのに必要な吸
着剤重量、という式を使用して算出）は、活性アルミナ
１ポンド（４５４ｇ）当たり約３.８８scfであった。
【００３６】実施例２ 実施例１で使用した活性アルミナ吸着剤を最初に窒素気
流下１００℃で２０時間ベーキングしたこと以外は、実
施例１を繰り返した。ＰＳＡ実験条件は、実施例１に記
載の条件と同一であった。
【００３７】ＰＳＡサイクルを５００回以上繰り返し
た。４０インチ（１０２cm）以上の床高さからの精製空
気流れ中の二酸化炭素と水蒸気の濃度は、二酸化炭素と
水蒸気の検出限界未満であることがわかった。吸着剤特
異的な生成物（〔供給流量×供給時間〕／約３ppb以下
の二酸化炭素を含有する空気を生成させるのに必要な吸
着剤重量、という式を使用して算出）は、活性アルミナ
１ポンド（４５４ｇ）当たり約８.０scfであった。
【００３８】最初にベーキング処理を施した活性アルミ
ナ吸着剤を使用すると、ベーキング処理していない活性
アルミナを使用した場合に得られるより２倍以上多い吸
着剤特異的な生成物が得られる。このことは、ＰＳＡに
よる空気の精製に対して、最初にまた定期的にベーキン
グ処理を施した活性アルミナを使用すれば、高純度空気
を生成させるのに必要な吸着剤容器のサイズが小さくて
済むということを示している。
【００３９】特定の装置集成体および特定の実験に関し
て本発明を説明してきたが、これらの特徴は単に本発明
を例示しているだけであって、これ以外にも種々の変形
が考えられる。例えば、システムのＰＳＡセクション
は、単一の吸着容器で構成されていてもよいし、あるい
は並列配置されていて連続的に作動する３つ以上の吸着
容器を含んでいてもよい。さらに、ＰＳＡシステムの床
は、吸着を大気圧以上で行い、そして床再生を減圧下で
行う（パージを行う場合もそうでない場合も）という態
様にて、減圧スイング吸着（ＶＳＡ）サイクルにて操作
することもできる。ＰＳＡサイクルは、吸着と再生以外
の工程を含んでもよい。例えば、圧力均等化工程を含ん
でもよい。さらに、必要であれば、供給ガスの代わりに
生成物ガスを吸着容器Ａに導入することによって、再生
後の吸着容器の再加圧を行うこともできる。本発明のＰ
ＳＡプロセスは、活性アルミナを単独の二酸化炭素選択
性吸着剤として使用して実施することもできるし、ある
いは活性アルミナと他の二酸化炭素選択性吸着剤との組
合せ物を単層もしくは複数層の形で使用して実施するこ
ともできる。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって
のみ規定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施態様が行われるシステム
の概略図であり、本発明の理解に対して不必要な弁、ラ
イン、及び装置は図面中に記載されていない。
フロントページの続き (72)発明者 ラヴィ・クマー アメリカ合衆国ペンシルバニア州18103, アランタウン，ノース・トゥリーレイン・ ドライブ 991 (72)発明者 ラヴィ・ジャイン アメリカ合衆国ニュージャージー州08807, ブリッジウォーター，モレイ・アベニュー 15

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 吸着工程と、活性アルミナを収容してい
    る吸着ゾーンにおいて行われる吸着剤再生工程とを含
    む、循環式圧力スイング吸着プロセスによってガスから
    二酸化炭素を除去する方法であって、このとき改良点
    が、前記循環式圧力スイング吸着プロセスを定期的に中
    断すること、および前記活性アルミナから実質的に全て
    の二酸化炭素を除去するために、前記活性アルミナを充
    分に加熱することによって前記活性アルミナを熱再生に
    て処理することを含むことにある、方法。
  2. 【請求項２】 前記熱再生が、前記活性アルミナを約５
    ０〜約３００℃の範囲の温度に加熱することによって行
    われる、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記活性アルミナが、二酸化炭素と水蒸
    気を実質的に含有していない加熱パージガスを通すこと
    によって加熱される、請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記ガスが水蒸気を含有していて、水蒸
    気の実質的に全てを前記循環式圧力スイング吸着プロセ
    ス時に前記ガスから除去する、請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記ガスが空気である、請求項１または
    ４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記熱再生が、前記活性アルミナを約１
    ００〜約２５０℃の範囲の温度に加熱することによって
    行われる、請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記吸着工程時における前記吸着ゾーン
    中の圧力が約１.５〜約５０絶対バールの範囲である、
    請求項１記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記吸着ゾーン中の圧力を、前記吸着剤
    再生工程時に約０.１５〜約２絶対バールに低下させ
    る、請求項１または７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記吸着工程時における前記吸着ゾーン
    中の温度が約０〜約６０℃の範囲である、請求項１また
    は７に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記活性アルミナが、前記吸着剤再生
    工程の少なくとも一部において、二酸化炭素と水蒸気を
    実質的に含有していないガスでパージされる、請求項１
    記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記圧力スイング吸着プロセスが、活
    性アルミナを収容している一対の吸着ゾーンを含んだシ
    ステム中で行われ、一方の吸着ゾーンが吸着作用状態に
    あるときに、他方の吸着ゾーンが吸着剤再生作用を受け
    ているよう、１８０°非同調的に操作される、請求項５
    記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記システムの吸着ゾーンが同時に熱
    的に再生される、請求項１１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 水蒸気と二酸化炭素を実質的に含有し
    ていない空気を低温蒸留プロセスにて処理し、これによ
    って窒素富化生成物と酸素富化生成物の一方または両方
    を生成させることをさらに含む、請求項１１記載の方
    法。
  14. 【請求項１４】 前記熱再生工程の少なくとも一部にお
    いて、前記活性アルミナが前記低温蒸留プロセスからの
    加熱廃棄ガス流れでパージされる、請求項１３記載の方
    法。
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